moon_camp
objavovanie interaktívneho obrazu

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Galéria projektov

 

V hre Moon Camp Pioneers je úlohou každého tímu navrhnúť 3D kompletný mesačný tábor pomocou softvéru podľa vlastného výberu. Musia tiež vysvetliť, ako budú využívať miestne zdroje, chrániť astronautov pred nebezpečenstvami vesmíru a opísať obytné a pracovné priestory vo svojom mesačnom tábore.

complementary base pairing

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Čína 19   3 / 1 Angličtina
3D návrhový softvér: Fusion 360



1.1 - Opis projektu

Mesiac má vlastnosti, ako je absencia atmosféry, slabá gravitácia, stabilná platforma a nízka teplota, ktoré sú vhodnými podmienkami na uskladnenie a používanie astronomických pozorovacích prístrojov. Preto je zriadenie observatória na Mesiaci vynikajúcou voľbou. Na základe týchto údajov sa náš tím rozhodol zriadiť lunárnu základňu na hlavný účel astronomického pozorovania a zriadiť ďalšie oblasti, ktoré umožnia astronautom pohodlne pozorovať a žiť na Mesiaci.

1.2 - Prečo chcete postaviť mesačný tábor? Vysvetlite hlavný účel vášho mesačného tábora (napríklad vedecké, komerčné a/alebo turistické účely).

Teleskopy na Zemi sú ovplyvnené zemskou atmosférou a magnetickým poľom, čo im bráni dosiahnuť maximálnu presnosť; vesmírne teleskopy majú vyššiu presnosť, ale sú nákladnejšie a náročnejšie na údržbu, čo má za následok ich krátku životnosť. Preto je veľmi dôležité nájsť vo vesmíre platformu, kde by sa teleskopy mohli stavať a kde by ich personál mohol žiť dlhý čas. Mesiac je ideálnou voľbou. Cieľom lunárneho tábora je využiť ho ako lunárne observatórium na vykonávanie pozorovacích činností, ktoré sa nedajú vykonávať na Zemi, na pozorovanie zmien dráh hviezd a planét a iných nebeských telies, aby sa z nich odvodili zmeny, ktoré pomôžu ľuďom lepšie chrániť Zem a skúmať vesmír.

2.1 - Kde chcete postaviť svoj Moon Camp? Vysvetlite svoj výber.

Náš tábor sa bude nachádzať v zóne večného denného svetla v okolí krátera Shackleton v antarktickej oblasti. Výber miesta má tieto dve hlavné výhody:
1.Okres Yongdian je bohatý na solárne zdroje. Na premenu slnečnej energie na elektrickú energiu možno použiť fotovoltaickú výrobu energie, ktorá poskytuje energiu na základnú prevádzku základne.
2.Oblasť tieňa vo vnútri krátera je bohatá na vodné zdroje. Využívanie a čistenie mesačného vodného ľadu môže zabezpečiť dopyt astronautov po vode.

2.2 - Ako plánujete vybudovať svoj mesačný tábor? Zvážte, ako môžete využiť prírodné zdroje Mesiaca a ktoré materiály by ste potrebovali priniesť zo Zeme. Opíšte techniky, materiály a vaše konštrukčné rozhodnutia.

V tábore sa používa metóda spekania mesačnej pôdy na výrobu tehál a hniezd, ktoré sa rozširujú smerom nadol na dve vrstvy. V odkrytej časti zeme sa používa mesačná zemina na premenu krytu ako základný architektonický obrys. Zabezpečenie pevnosti budovy tábora vychádza z predpokladu, že je k dispozícii požadovaná plocha.
 Fáza 1: Zem na Mesiac na prepravu solárnych panelov, lunárnych buldozérov/exkavátorov, strojov na tavenie a odlievanie lunárnej pôdy, diaľkovo ovládaných robotov a ďalších nástrojov
Fáza 2: Vybudujte malý fotovoltaický systém na výrobu energie. Použije sa na zabezpečenie elektrickej energie potrebnej na výstavbu a pomocou stroja na tavenie a odlievanie lunárnej pôdy sa lunárna pôda vypáli do požadovaného tvaru a na výstavbu tábora sa použijú diaľkovo ovládané roboty.
Tretia fáza: dopraviť na Mesiac rôzne teleskopy, vedecké výskumné zariadenia a biologické zariadenia a použiť roboty na ich montáž a umiestnenie.
Fáza 4: Astronauti sa presúvajú a vykonávajú počiatočné vedecké výskumné úlohy.

2.3 - Ako váš mesačný tábor chráni astronautov pred drsným prostredím Mesiaca?

V súčasnosti medzi hlavné nebezpečenstvá na Mesiaci patria: nedostatok kyslíka vo vode, kozmické žiarenie, dopad mikrometeoritov, vysoký teplotný rozdiel medzi dňom a nocou a strata kostnej hmoty spôsobená nízkou gravitáciou. Na riešenie týchto problémov sme prijali nasledujúce opatrenia:
Naša základňa plne využíva slnečné a vodné zdroje Mesiaca. Prostredníctvom fotovoltaických systémov na výrobu energie a ťažby mesačného vodného ľadu možno tento problém účinne vyriešiť
Vonkajšia stena základne je spekaná z mesačnej pôdy, ktorá má určité funkcie - odoláva nárazom meteoritov, izoluje od kozmického žiarenia a udržiava teplo. Tie isté funkcie môžu astronautom poskytnúť aj skafandre pri výstupe, čím sa maximalizuje bezpečnosť astronautov.
 Zároveň sme astronautom vybavili posilňovňu a vyžadujeme od nich aspoň dve hodiny cvičenia denne, aby sa zlepšila ich telesná kondícia a účinne sa zabránilo úbytku kostnej hmoty.

3.1 - Ako váš mesačný tábor zabezpečí astronautom udržateľný prístup k základným potrebám, ako je voda, jedlo, vzduch a energia?

Voda: Vodu z mesačného ľadu v kráteri ťaží lunárny rover a pred každodennou činnosťou ju možno vyčistiť. Okrem toho je základňa vybavená aj systémom kontroly životného prostredia a podpory života, ktorý zhromažďuje vlhkosť, pot a domáce a pracovné odpadové vody vydychované astronautmi prostredníctvom kondenzácie a sušenia na čistenie a sekundárne využitie.
Potrava: V počiatočnom štádiu sa spoliehala najmä na zásoby zo Zeme, zatiaľ čo v ekologických skleníkoch pestovala mrkvu, sóju a iné rastliny bohaté na vitamíny, bielkoviny a tuky ako ďalšie zdroje potravy. Mäso stále musí dodávať Zem.
 Energia: Lokalita je veľmi bohatá na zdroje solárnej energie, na premenu solárnej energie na elektrickú budeme používať fotovoltaický systém na výrobu energie, ktorý bude základňu zásobovať energiou. Zároveň môžeme z mesačnej pôdy extrahovať separáciu hélia-3 na získanie uhlíka a ďalších zdrojov energie, aby bol život astronautov bezpečnejší.
Vzduch: Kyslík možno pripraviť elektrolýzou roztavených látok (zahriatím týchto látok obsahujúcich kyslík na teplotu 1600 až 2500 stupňov Celzia a ich následným zelektrizovaním sa prvky ionizujú a atómy kyslíka sa spoja za vzniku kyslíka). Tento spôsob prípravy kyslíka je veľmi účinný a hojný. Kyslík je možné pripraviť aj elektrolýzou vody.

3.2 - Ako bude váš mesačný tábor nakladať s odpadom, ktorý vyprodukujú astronauti na Mesiaci?

Vo vnútri nášho tábora máme environmentálne kontrolovaný systém biologickej bezpečnosti, ktorý zhromažďuje vodnú paru vydychovanú astronautmi prostredníctvom kondenzačných a sušiacich komponentov, zatiaľ čo vzniknutý oxid uhličitý sa bude zhromažďovať a odovzdávať do zeleninovej búdky na zásobovanie rastlín dýchaním.
Moč, ktorý astronauti vyprodukujú, sa bude spoločne zbierať, aby sa získala čistá voda prostredníctvom destilačných zariadení a zariadení na separáciu plynov a kvapalín, a časť z neho sa použije na testovanie s cieľom získať informácie o fyzickom stave astronautov. Hnoj sa spracuje prostredníctvom série fermentačných procesov na výrobu biologického hnojiva na zásobovanie zeleninového skleníka živinami.

3.3 - Ako bude váš mesačný tábor udržiavať komunikáciu so Zemou a ostatnými mesačnými základňami?

Náš tábor bude fungovať rovnakým spôsobom ako Chang'e-4, pričom na zadnej strane Mesiaca bude umiestnený ďalší reléový satelit, ktorý bude slúžiť ako most na prijímanie komunikačných správ medzi Zemou a Mesiacom, aby sa zabezpečila neustála komunikácia. V areáli tábora bude postavený veľký rádioteleskop na prijímanie informácií.

4.1 - Na akú vedeckú tému (témy) by sa zameral výskum vo vašom mesačnom tábore? Vysvetlite, aké experimenty plánujete na Mesiaci robiť (napríklad v témach geológia, prostredie s nízkou gravitáciou, biológia, technológia, robotika, astronómia atď.)

Astronómia bude hlavnou náplňou výskumu v našom lunárnom tábore, tak ako to bolo v čase založenia tábora, s cieľom vytvoriť lunárne observatórium, ktoré poskytne lepšie podmienky na astronomické pozorovania.
Zriadenie observatória na povrchu Mesiaca poskytne mimoriadne podrobný pohľad na hviezdy a otvorí nové možnosti štúdia vesmíru. Rozlišovacia schopnosť pozorovaní na Mesiaci by bola desaťtisíckrát, ak nie stotisíckrát vyššia ako pri optických prístrojoch na Zemi. Mesačné observatóriá zároveň otvoria nové okno do detekovateľného vesmíru na veľmi nízkych rádiových frekvenciách. Mohli by dokonca otvoriť niektoré nové odvetvia astronómie prostredníctvom štúdia gravitačných vĺn a nepolapiteľných neutrálnych častíc neutrín.
Na základni teda budeme vykonávať celý rad pozorovacích aktivít, ktoré sa na Zemi nevykonávajú alebo nemôžu vykonávať, a budeme vykonávať dlhodobé a veľmi presné pozorovania hviezd, planét a iných nebeských telies, aby sme získali informácie o ich meniacich sa zákonitostiach pohybu a pomohli ľuďom lepšie chrániť Zem a skúmať vesmír.

5.1 - Čo by ste zahrnuli do programu prípravy astronautov, aby ste ich pripravili na misiu na Mesiac?

Hlavnými cieľmi výcviku astronautov sú

(1) zlepšiť fyzickú a psychickú kondíciu, ako aj vytrvalosť a adaptabilitu na špeciálne mesačné prostredie;

(2) vybaviť astronautov príslušnými prístrojmi a znalosťami a zručnosťami o lunárnom prostredí

(3) oboznámiť astronautov s plánmi a programami pristátia na Mesiaci a s rôznymi postupmi

(4) Umožniť astronautom v jednom tíme, aby boli kvalifikovaní a schopní dobre spolupracovať a v prípade potreby vykonávať prácu iných.

Na dosiahnutie uvedených cieľov sa astronauti budú pripravovať v štyroch fázach:

(1) Základná fáza výcviku. Táto fáza výcviku sa zameriava na základnú teoretickú prípravu, ktorej cieľom je umožniť astronautom zvládnuť základné vedomosti potrebné na Mesiaci, aby sa položil základ pre následný odborný a technický výcvik.

(2) fáza odbornej a technickej prípravy. Výcvik sa zameriava na výcvik špecializovaných zručností v oblasti vesmírnych experimentov, pričom cieľom je, aby astronauti ovládali prevádzkové zručnosti a odborné znalosti potrebné na Mesiaci. Špecializovaný technický výcvik má operácie za normálnych podmienok, ale aj výcvik porúch a reakcie na núdzové situácie.

(3) Výcvik simulácie misie na povrchu Mesiaca. Zameriava sa na výcvik simulácie misie. Prostredníctvom tejto fázy výcviku astronauti pochopia požiadavky letového plánu a rozdelenia misie. Zdokonalí sa v celom procese vykonávania misie.

(4) Fáza intenzívneho výcviku a prípravy na misiu. Zameriava sa na účasť na veľkých spoločných cvičeniach na prípravu pristátia na Mesiaci a na cielený intenzívny výcvik tímu misie v oblasti manévrovacích a letových postupov a simulovaných misií.

5.2 - Aké vesmírne vozidlá bude vaša budúca misia na Mesiac potrebovať? Opíšte vozidlá, ktoré sa nachádzajú vo vašom Moon camp, a zvážte, ako budete cestovať na Zem a zo Zeme a skúmať nové ciele na povrchu Mesiaca.

Na spiatočnú cestu medzi Zemou a Mesiacom sa použije nosná raketa s nosnosťou približne 140 ton a maximálnym vzletovým ťahom 5 800 ton, ktorá dokáže vyslať na Mesiac dve pilotované kozmické lode novej generácie naraz. Nosná raketa bude mať maximálny vzletový ťah 800 ton a dokáže vyslať na Mesiac dve pilotované kozmické lode novej generácie naraz,

Ako hlavné vozidlo na Mesiaci sa použije lunárne prieskumné vozidlo, ktoré je vybavené solárnymi panelmi a má palubný radar na určovanie polohy, detekciu a prieskum v reálnom čase, aby sa astronauti počas misie nestratili.

Cieľ tejto misie je v oblasti trvalého denného svetla mimo krátera Shackleton na južnom póle Mesiaca, kde po ukončení prieskumu zriadime lunárne observatórium.